Industriālie roboti ir spoža pērle mūsdienu industriālajā laikmetā, kas izgaismo efektīvu modernās uzņēmumu ražošanas ceļu un nepārtraukti dod iespēju samazināt izmaksas un uzlabot rūpnieciskās ražošanas procesa efektivitāti. Kas industriālajiem robotiem piešķir pārcilvēciskas spējas un atbalsta to efektīvu darbību? Šī ir sarežģīta sistēma, kurai nepieciešami atšifrēšanas slāņi.
Šodien izpētīsim vienu no rūpniecisko robotu galvenajām sastāvdaļām: harmonikas reduktoru. Harmoniskie reduktori spēlē līdzīgu lomu kā cilvēka locītavu sistēma, un tie ir galvenie komponenti efektīvas kustības un rūpniecisko robotu precīzas vadības nodrošināšanai. Harmoniskais reduktors ir parasts termins harmoniskai pārnesumu piedziņai. Harmonisko zobratu transmisijas ierīces faktiski var izmantot gan palēnināšanai, gan paātrināšanai, taču to lielā pārnesuma koeficienta (parasti 50-160) dēļ tās bieži izmanto palēnināšanai rūpnieciskos robotos, CNC darbgaldos un citos elektromehāniskos izstrādājumos, un tos parasti sauc par harmonikas reduktoriem.
Cilvēka ķermeņa struktūrā locītavu sistēma ir daļa, kas savieno kaulus, ļaujot cilvēkiem veikt dažādas elastīgas kustības un darbības. Locītavu sistēma var griezt un kustināt kaulus, iedarbojoties muskuļiem, ļaujot cilvēka ķermenim veikt sarežģītas kustības, piemēram, staigāšanu, skriešanu, svarcelšanu u.c. Locītavu sistēmai ir nozīme cilvēka kustības laikā pārvadē un palēnināšanā, ļaujot cilvēka ķermenim efektīvi veikt dažādus uzdevumus.
Līdzīgi harmoniskiem reduktoriem ir līdzīga loma rūpnieciskajos robotos. Tas ir līdzvērtīgs robota "locītavu sistēmai", savienojot dažādas robota sastāvdaļas, ļaujot robotam veikt kustības un darbības ar augstu precizitāti un efektivitāti. Harmoniskie reduktori nodrošina precīzu palēninājuma pārraidi, tāpat kā cilvēka locītavu sistēma nodrošina kaulu rotāciju un kustību, ļaujot rūpnieciskajiem robotiem precīzi novietot, salikt un efektīvi pārvietoties. Harmonisko reduktoru kompaktā struktūra un augstā griezes momenta pārvades spēja, tāpat kā cilvēka locītavu sistēmas elastība un izturība, ļauj robotiem pielāgoties dažādām darba vidēm un veikt dažādus uzdevumus.
Harmonisko reduktors galvenokārt sastāv no trim pamata komponentiem: stingra riteņa, elastīga riteņa un harmonikas ģeneratora. Vienu no cietā riteņa, elastīgā riteņa un harmonikas ģeneratora var fiksēt patvaļīgi, bet pārējās divas sastāvdaļas var savienot ar ieeju (aktīvu), bet otru var izmantot kā izeju (pasīvo), lai panāktu palēninājumu vai paātrinājumu.
1. Circular Spline: gluds metāla disks ar noteiktu zobu skaitu. Cietais ritenis parasti ir savienots ar elastīgā zobrata ārējiem zobiem, kam ir nozīme griezes momenta pārvadē un reduktora izejas stingrības palielināšanā.
2. FlexSpline: Elastīgie zobrati ir viena no harmonisko reduktoru galvenajām sastāvdaļām, kas izgatavoti no mīksta metāla vai elastīgiem materiāliem. Parasti tas ir gofrēts zobrats bez noteikta zobu skaita. Elastīgie zobrati spēka iedarbībā var tikt pakļauti elastīgai deformācijai, ko izmanto griezes momenta pārvadīšanai un palēninājuma sasniegšanai.
3. Viļņu ģenerators: galvenā sastāvdaļa, kas rada deformāciju harmoniskos reduktoros. Tas sastāv no vienas vai vairākām ekscentriskām vārpstām, izciļņiem un veltņiem. Kad ieejas vārpsta griežas, harmonikas ģeneratora izciļņi un rullīši periodiski deformējas, izraisot elastīgā zobrata viļņošanos un deformāciju.
Kā šo trīs pamatkomponentu kombinācija rada mainīgu ātrumu? Runājot par harmonisko reduktoru uzbūvi un darbības principu, kā vizuālu paskaidrojuma piemēru varam izmantot šūpoļu atrakciju aprīkojumu.
Iedomājieties, ka jūs spēlējat parkā uz šūpoles. Šūpuļzāģis sastāv no diviem dēļiem, uz viena dēļa ir sēdeklis, uz kura var apsēsties, bet uz otra dēļa ir sēdeklis draugam. Jūsu mērķis ir pārraidīt spēku viens otram caur šūpolēm, ļaujot viens otram pacelties vai nokrist.
1. Elastīgie zobrati ir kā šūpoles: harmoniskajos reduktoros elastīgie zobrati darbojas kā šūpoles. Tas ir izgatavots no mīkstiem materiāliem, tāpat kā dēlis uz šūpoles. Elastīgie zobrati ir savienoti ar ieejas vārpstu un izejas vārpstu, un tie pārraida ieejas vārpstas jaudu uz izejas vārpstu.
2. Cietais ritenis ir kā tavs draugs: harmoniskā reduktorā cietais ritenis ir kā jūsu draugs, kurš sēž uz cita dēļa. Cietais ritenis ir diska -formas metāla sastāvdaļa ar noteiktu zobu skaitu. Tas savienojas ar elastīgā zobrata ārējiem zobiem, tāpat kā jūs un jūsu draugi sēžot uz abiem šūpoles galiem.
3. Harmoniskais ģenerators ir kā jūsu darbība: harmonikas ģenerators ir kā jūsu darbība uz šūpoles. Kad jūs un jūsu draugs pamīšus pārvietojaties uz augšu un uz leju, šūpoles tiek periodiski deformētas, līdzīgas deformācijai, ko izraisa harmonikas ģeneratora izciļņa un veltnis.
Izmantojot harmonisko ģeneratoru, lai izraisītu elastīgā zobrata periodisku deformāciju, elastīgā zobrata forma periodiski mainās un sakrīt ar cietā riteņa iekšējiem zobiem. Tādā veidā jūsu darbības uz šūpoles (harmoniskā ģeneratora deformācija) tiks nodotas otrai pusei (elastīgais pārnesums), tādējādi panākot šūpoles līdzsvaru un jaudas pārvadi, tāpat kā harmonikas reduktors panāk palēninājumu un griezes momenta pārvadi no ieejas vārpstas uz izejas vārpstu.
Harmoniskos reduktoros harmonikas ģeneratora radītā deformācija izraisa arī elastīgā zobrata formas periodisku maiņu un saķeršanos ar stingrā riteņa iekšējiem zobiem. Tādā veidā ieejas vārpstas rotācijas kustība (piemēram, motora ātrums) tiks pārsūtīta uz elastīgo pārnesumu, un saķere starp elastīgo zobratu un cieto riteni nodrošina izejas vārpstas palēninājumu un griezes momenta pārvadi. Šis deformācijas un sajaukšanas process nodrošina jaudas pārnešanu un pārslēgšanu, tāpat kā jūsu un jūsu draugu darbības uz šūpošanas panāk jaudas pārnešanu un pārslēgšanu.
Harmoniskā reduktora mainīgā ātruma princips ir harmoniskā ģeneratora radītā periodiskā deformācija, kas maina elastīgā zobrata formu, tādējādi panākot griezes momenta pārvadi un mainīga ātruma efektu no ieejas vārpstas uz izejas vārpstu.
Harmonisko reduktoru lomu rūpnieciskajos robotos nevar novērtēt par zemu, jo tiem ir svarīga loma industriālajos robotos
1. Precīza palēninājuma transmisija
Rūpnieciskajiem robotiem ir nepieciešama augstas{0}}precīzas kustības un pozīcijas kontrole, lai veiktu precīzus darba uzdevumus. Harmoniskajiem reduktoriem ir augstas-precizitātes pārraides raksturlielumi, un tie var nodrošināt precīzu samazinājuma attiecību, padarot robota kustības vienmērīgākas un precīzākas.
2. Augsta griezes momenta pārraides spēja
Rūpnieciskajiem robotiem parasti ir jāpārvar lielas slodzes un griezes momenti. Harmoniskie reduktori var sasniegt augstu griezes momenta pārraides spēju ar salīdzinoši nelielu tilpumu un svaru, nodrošinot robotiem pietiekamu jaudu dažādu uzdevumu veikšanai.
3. Kompakta struktūra
Rūpnieciskajiem robotiem parasti ir ierobežota vieta, un tiem ir nepieciešamas kompaktas pārraides ierīces. Harmonisko reduktoru kompaktā struktūra aizņem mazāk vietas, nodrošinot lielāku elastību un brīvības pakāpi rūpniecisko robotu projektēšanai.